CN116824458B - 一种机场跑道防侵入方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机场跑道防侵入方法及系统，应用于图像识别技术领域，其中方法包括：拍摄目标跑道的视频图像；获取对应目标跑道的飞机类型数据；如果目标跑道对应有飞机类型数据，获取第一时刻和第二时刻；计算第一时刻和第二时刻之间的时刻差作为第一时刻差；根据第一时刻差和飞机类型数据计算侵入物在目标跑道的行进速度作为第一行进速度；根据第一行进速度进行机场跑道侵入检测。本发明不需要飞机大部分进入图像采集设备的视野，只需要一小部分即可进行侵入物速度的计算，同时不需要点云技术相关的支持即可进行计算，消耗算力较小，可以实现快速的侵入物响应。
Description
技术领域
本发明涉及图像识别技术领域，具体涉及一种机场跑道防侵入方法及系统。
背景技术
跑道是航空器起飞和降落运行时的重要机场设施，其安全对于整个机场的正常运行至关重要。航空业高速发展的当下，场面活动目标增多，跑道侵入问题愈发严峻，如果仅靠管制员对跑道安全区进行目视监控，难以满足机场安全有效运行的要求。当前迫切需要在民航运输量持续增长的情况下，寻求新的技术方法来提高跑道运行安全，减小甚至避免跑道侵入事件的发生。
现有技术中，申请号为202110711431.9的中国专利公开了机场跑道侵入检测方法、装置、存储介质及电子设备，其对目标图像进行切割识别，基于深度神经网络保证侵入检测的稳定可靠。申请号为202110787544.7的中国专利公开了一种基于Mask R-CNN目标检测技术的跑道，其相比于传统的传感器告警，本发明的防跑道侵入预警技术因其更广的视野以及准确的目标检测能力，可为管制员和飞行员提供更早的预警。
从上述现有技术可以看出，现有技术中侧重于图像算法相关研究，但是采用卷积神经网络模型进行相关识别时，需要侵入跑道的物体大部分进入图像视野中；然而一般滑行道和联络道的图像采集设备都会配置在靠近起降跑道的路口附近，飞机在通过滑行道和联络道抵达起降跑道时，如果大部分基本都被图像采集到时，留给后台进行分析计算和预警的时间会较为紧张，从而产生碰撞风险。
发明内容
为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种机场跑道防侵入方法及系统。
第一方面，本申请实施例提供了一种机场跑道防侵入方法，包括：
拍摄目标跑道的视频图像；
当所述视频图像中出现侵入物时，获取空管发送的对应所述目标跑道的飞机类型数据；
如果所述目标跑道对应有所述飞机类型数据，获取所述侵入物的第一特征抵达在所述视频图像中第一预设边界的时刻作为第一时刻，并获取所述侵入物的第二特征抵达在所述视频图像中所述第一预设边界的时刻作为第二时刻；所述第一特征和所述第二特征均对应所述飞机类型数据；所述第一预设边界设置于所述视频图像中侵入物可能进入的边缘位置；
计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时刻差作为第一时刻差；
根据所述第一时刻差和所述飞机类型数据计算所述侵入物在所述目标跑道的行进速度作为第一行进速度；
根据所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
本申请实施例实施时，首先需要解决对侵入物快速响应的问题，对于滑行道和联络道上的侵入物，危险性最大的是在滑行道和联络道上即将进入起降跑道的飞机，一旦发生危险性侵入后果可能是灾难性的。一般飞机从滑行道和联络道的侵入主要原因是飞行员偏差，其所占的跑道侵入事件高达65%，为了快速的对这一类型的情况进行响应，本申请实施例提出了一种通过特征进行测速响应的技术方案。
本申请实施例中，需要在目标跑道布设图像采集设备，如摄像头等，目标跑道一般为滑行道或联络道，以方便进行这两种跑道的检测；优选的，图像采集设备配置在滑行道或联络道即将到达起降跑道的路口处，且镜头轴线需要垂直于目标跑道的轴线，以更好的进行坐标换算。拍摄获取的视频图像可以用于侵入物的检测，例如通过前后帧的差分计算进行侵入物判定，并确定侵入物位置。
本申请实施例中，当判定了视频图像中出现侵入物时，可以获取对应该目标跑道的飞机类型，虽然跑道侵入的发生很多时候是因为飞行员偏差，但是对于每条滑行道和联络道来说，空管是知晓当前在该目标跑道的飞机的相关信息的，如航班号、航空公司、执行飞机等，所以可以获取空管发送的飞机类型数据进行后一步评估，获取方式可以通过信息的实时共享，也可以把本申请相关的软硬件直接做进空管系统中。
本申请实施例中，不同的飞机类型可以对应不同的第一特征和第二特征，而且同一个飞机类型，其第一特征和第二特征可以是固定的，例如对于A310客机来说，可以将最后一节驾驶室风挡玻璃的末端作为第一特征，并将第一个机身舷窗的前端边界作为第二特征。而对于第一预设边界来说，可以配置在视频图像的边缘处，如左侧边缘处，距离边界10个像素的位置，或者右侧边缘处距离边界10个像素的位置，具体可以根据需要进行设定。而对于第一特征和第二特征是否抵达第一预设边界的判断方式，可以采用对第一预设边界处灰度变化的方式进行检测，其中第一特征和第二特征一般选取与邻近像素灰度值差异明显的位置，如上述A310客机的特征选择。对于同一个类型的客机来说，第一特征和第二特征的距离是已知的，所以通过该距离和第一时刻差计算出侵入物的运行速度作为第一行进速度，进而进行机场跑道侵入的判断。本申请实施例通过上述技术方案，不需要飞机大部分进入图像采集设备的视野，只需要一小部分即可进行侵入物速度的计算，同时不需要点云技术相关的支持即可进行计算，消耗算力较小，可以实现快速的侵入物响应。
在一种可能的实现方式中，还包括：
当所述侵入物的标准点进入了所述视频图像时，获取所述侵入物的标准点位抵达第二预设边界的时刻作为第三时刻，并获取所述侵入物的标准点位抵达第三预设边界的时刻作为第四时刻；所述侵入物的标准点位为所述侵入物接触所述目标跑道地面的点位；所述第二预设边界和所述第三预设边界垂直于所述目标跑道的轴线；
计算所述第三时刻和所述第四时刻之间的时刻差作为第二时刻差，并根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度；
根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度，并根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
在一种可能的实现方式中，根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度包括：
在图像空间坐标系中获取所述侵入物的标准点位抵达所述第二预设边界时的Y方向坐标作为第一竖向坐标，并获取所述侵入物的标准点位抵达所述第三预设边界时的Y方向坐标作为第二竖向坐标；所述图像空间坐标系的X方向为跑道轴线方向，Y方向为所述第二预设边界轴线方向；
根据所述第一竖向坐标和所述第二竖向坐标的差异计算所述侵入物的行进方向与所述目标机场轴线的夹角；
根据所述第二时刻差、第二预设边界的X方向坐标和第三预设边界的X方向坐标计算所述侵入物在所述目标跑道沿所述目标跑道轴线方向的行进速度作为第三行进速度；
根据所述夹角将所述第三行进速度换算为所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度。
在一种可能的实现方式中，根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度包括：
将所述第三行进速度和所述第二行进速度之间的速度区间作为新的所述第一行进速度完成修正。
在一种可能的实现方式中，根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测包括：
获取空管发送的飞机起降信息，并根据所述飞机起降信息计算起降跑道的占用时段；
当所述侵入物以所述速度区间中任意速度在所述目标跑道上运行，并将在所述占用时段抵达所述起降跑道时，判定即将发生跑道侵入事件。
第二方面，本申请实施例提供了一种机场跑道防侵入系统，包括：
拍摄模块，被配置为拍摄目标跑道的视频图像；
获取模块，被配置为当所述视频图像中出现侵入物时，获取空管发送的对应所述目标跑道的飞机类型数据；
记录模块，被配置为如果所述目标跑道对应有所述飞机类型数据，获取所述侵入物的第一特征抵达在所述视频图像中第一预设边界的时刻作为第一时刻，并获取所述侵入物的第二特征抵达在所述视频图像中所述第一预设边界的时刻作为第二时刻；所述第一特征和所述第二特征均对应所述飞机类型数据；所述第一预设边界设置于所述视频图像中侵入物可能进入的边缘位置；
计算模块，被配置为计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时刻差作为第一时刻差；根据所述第一时刻差和所述飞机类型数据计算所述侵入物在所述目标跑道的行进速度作为第一行进速度；
判定模块，被配置为根据所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
在一种可能的实现方式中，所述记录模块还被配置为：
当所述侵入物的标准点进入了所述视频图像时，获取所述侵入物的标准点位抵达第二预设边界的时刻作为第三时刻，并获取所述侵入物的标准点位抵达第三预设边界的时刻作为第四时刻；所述侵入物的标准点位为所述侵入物接触所述目标跑道地面的点位；所述第二预设边界和所述第三预设边界垂直于所述目标跑道的轴线；
所述计算模块还被配置为：
计算所述第三时刻和所述第四时刻之间的时刻差作为第二时刻差，并根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度；
所述判定模块还被配置为：
根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度，并根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
在一种可能的实现方式中，所述计算模块还被配置为：
在图像空间坐标系中获取所述侵入物的标准点位抵达所述第二预设边界时的Y方向坐标作为第一竖向坐标，并获取所述侵入物的标准点位抵达所述第三预设边界时的Y方向坐标作为第二竖向坐标；所述图像空间坐标系的X方向为跑道轴线方向，Y方向为所述第二预设边界轴线方向；
根据所述第一竖向坐标和所述第二竖向坐标的差异计算所述侵入物的行进方向与所述目标机场轴线的夹角；
根据所述第二时刻差、第二预设边界的X方向坐标和第三预设边界的X方向坐标计算所述侵入物在所述目标跑道沿所述目标跑道轴线方向的行进速度作为第三行进速度；
根据所述夹角将所述第三行进速度换算为所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度。
在一种可能的实现方式中，所述判定模块还被配置为：
将所述第三行进速度和所述第二行进速度之间的速度区间作为新的所述第一行进速度完成修正。
在一种可能的实现方式中，所述获取模块还被配置为：
获取空管发送的飞机起降信息，并根据所述飞机起降信息计算起降跑道的占用时段；
所述判定模块还被配置为：
当所述侵入物以所述速度区间中任意速度在所述目标跑道上运行，并将在所述占用时段抵达所述起降跑道时，判定即将发生跑道侵入事件。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明一种机场跑道防侵入方法及系统，不需要飞机大部分进入图像采集设备的视野，只需要一小部分即可进行侵入物速度的计算，同时不需要点云技术相关的支持即可进行计算，消耗算力较小，可以实现快速的侵入物响应。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本申请实施例方法流程示意图；
图2为本申请实施例系统具体实现示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请实施例的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其它操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请结合参阅图1，为本发明实施例所提供的一种机场跑道防侵入方法的流程示意图，所述一种机场跑道防侵入方法可以应用于图2中的一种机场跑道防侵入系统，进一步地，所述一种机场跑道防侵入方法具体可以包括以下步骤S1-步骤S6所描述的内容。
S1：拍摄目标跑道的视频图像；
S2：当所述视频图像中出现侵入物时，获取空管发送的对应所述目标跑道的飞机类型数据；
S3：如果所述目标跑道对应有所述飞机类型数据，获取所述侵入物的第一特征抵达在所述视频图像中第一预设边界的时刻作为第一时刻，并获取所述侵入物的第二特征抵达在所述视频图像中所述第一预设边界的时刻作为第二时刻；所述第一特征和所述第二特征均对应所述飞机类型数据；所述第一预设边界设置于所述视频图像中侵入物可能进入的边缘位置；
S4：计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时刻差作为第一时刻差；
S5：根据所述第一时刻差和所述飞机类型数据计算所述侵入物在所述目标跑道的行进速度作为第一行进速度；
S6：根据所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
本申请实施例实施时，首先需要解决对侵入物快速响应的问题，对于滑行道和联络道上的侵入物，危险性最大的是在滑行道和联络道上即将进入起降跑道的飞机，一旦发生危险性侵入后果可能是灾难性的。一般飞机从滑行道和联络道的侵入主要原因是飞行员偏差，其所占的跑道侵入事件高达65%，为了快速的对这一类型的情况进行响应，本申请实施例提出了一种通过特征进行测速响应的技术方案。
本申请实施例中，需要在目标跑道布设图像采集设备，如摄像头等，目标跑道一般为滑行道或联络道，以方便进行这两种跑道的检测；优选的，图像采集设备配置在滑行道或联络道即将到达起降跑道的路口处，且镜头轴线需要垂直于目标跑道的轴线，以更好的进行坐标换算。拍摄获取的视频图像可以用于侵入物的检测，例如通过前后帧的差分计算进行侵入物判定，并确定侵入物位置。
本申请实施例中，当判定了视频图像中出现侵入物时，可以获取对应该目标跑道的飞机类型，虽然跑道侵入的发生很多时候是因为飞行员偏差，但是对于每条滑行道和联络道来说，空管是知晓当前在该目标跑道的飞机的相关信息的，如航班号、航空公司、执行飞机等，所以可以获取空管发送的飞机类型数据进行后一步评估，获取方式可以通过信息的实时共享，也可以把本申请相关的软硬件直接做进空管系统中。
本申请实施例中，不同的飞机类型可以对应不同的第一特征和第二特征，而且同一个飞机类型，其第一特征和第二特征可以是固定的，例如对于A310客机来说，可以将最后一节驾驶室风挡玻璃的末端作为第一特征，并将第一个机身舷窗的前端边界作为第二特征。而对于第一预设边界来说，可以配置在视频图像的边缘处，如左侧边缘处，距离边界10个像素的位置，或者右侧边缘处距离边界10个像素的位置，具体可以根据需要进行设定。而对于第一特征和第二特征是否抵达第一预设边界的判断方式，可以采用对第一预设边界处灰度变化的方式进行检测，其中第一特征和第二特征一般选取与邻近像素灰度值差异明显的位置，如上述A310客机的特征选择。对于同一个类型的客机来说，第一特征和第二特征的距离是已知的，所以通过该距离和第一时刻差计算出侵入物的运行速度作为第一行进速度，进而进行机场跑道侵入的判断。本申请实施例通过上述技术方案，不需要飞机大部分进入图像采集设备的视野，只需要一小部分即可进行侵入物速度的计算，同时不需要点云技术相关的支持即可进行计算，消耗算力较小，可以实现快速的侵入物响应。
在一种可能的实现方式中，还包括：
当所述侵入物的标准点进入了所述视频图像时，获取所述侵入物的标准点位抵达第二预设边界的时刻作为第三时刻，并获取所述侵入物的标准点位抵达第三预设边界的时刻作为第四时刻；所述侵入物的标准点位为所述侵入物接触所述目标跑道地面的点位；所述第二预设边界和所述第三预设边界垂直于所述目标跑道的轴线；
计算所述第三时刻和所述第四时刻之间的时刻差作为第二时刻差，并根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度；
根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度，并根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
本申请实施例实施时，在通过第一行进速度进行了初期判定后，可以在飞机更多的部分进入图像采集设备的视野进行更准确的速度采集，其主要原因在于，上述实施例中所计算的第一行进速度是飞机前进方向的速度，而实际中，飞机的前进方向可能会和跑道轴线存在夹角，从而造成一定速度计算误差；同时，为了提高跑道侵入检测的效率，第一特征和第二特征一般也不能选择太远，这样图像识别的误差会在计算中被放大。
本申请实施例中，可以根据侵入物的标准点位进行更准确的识别，为了减少视角所引起的误差，所以选用侵入物接触目标跑道地面的点位作为侵入物的标准点位，比如鼻轮的接地点，在进行图像识别过程中，可以采用目标追踪技术进行标准点位的捕捉，其为现有技术，本申请实施例不多做复述。而对于第二预设边界和第三预设边界来说，则可以选择采集到的图像中垂直于目标跑道的轴线的两排像素，同样的，由于这两排像素之间对应的实际距离已知，所以可以通过第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算出侵入物的实际行进速度，进而对第一行进速度进行修正，并再次进行机场跑道侵入检测以提高检测精度。
在一种可能的实现方式中，根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度包括：
在图像空间坐标系中获取所述侵入物的标准点位抵达所述第二预设边界时的Y方向坐标作为第一竖向坐标，并获取所述侵入物的标准点位抵达所述第三预设边界时的Y方向坐标作为第二竖向坐标；所述图像空间坐标系的X方向为跑道轴线方向，Y方向为所述第二预设边界轴线方向；
根据所述第一竖向坐标和所述第二竖向坐标的差异计算所述侵入物的行进方向与所述目标机场轴线的夹角；
根据所述第二时刻差、第二预设边界的X方向坐标和第三预设边界的X方向坐标计算所述侵入物在所述目标跑道沿所述目标跑道轴线方向的行进速度作为第三行进速度；
根据所述夹角将所述第三行进速度换算为所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度。
本申请实施例实施时，为了简化点云坐标匹配带来的繁琐计算，只需要构建图像空间坐标系即可进行侵入物的行进方向与目标机场轴线的夹角计算；其中需要先计算出第三预设边界和第二预设边界中像素对应的Y方向坐标值作为预设数据，进而通过标准点位在抵达第三预设边界和第二预设边界中的像素位置进行第一竖向坐标和第二竖向坐标的计算。通过第一竖向坐标和第二竖向坐标的差异可以计算出侵入物的实际运行方向和标机场轴线的夹角，然后计算出第三行进速度和第二行进速度；其中第三行进速度是侵入物沿目标跑道轴线方向的行进速度，第二行进速度是侵入物在目标跑道的实际行进速度，两者可以通过上述夹角进行换算。
在一种可能的实现方式中，根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度包括：
将所述第三行进速度和所述第二行进速度之间的速度区间作为新的所述第一行进速度完成修正。
在一种可能的实现方式中，根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测包括：
获取空管发送的飞机起降信息，并根据所述飞机起降信息计算起降跑道的占用时段；
当所述侵入物以所述速度区间中任意速度在所述目标跑道上运行，并将在所述占用时段抵达所述起降跑道时，判定即将发生跑道侵入事件。
本申请实施例实施时，第三行进速度一般是小于第二行进速度，由于飞行员对飞机的方向微调很难进行监控，为了给侵入检测足够的检测余量，所以直接将第三行进速度和第二行进速度之间的速度区间作为新的第一行进速度完成修正；在通过新的第一行进速度进行侵入事件的检测时，以该速度区间计算侵入物抵达起降跑道的时间区间，如果该时间区间和占用时段发生重合，则说明即将发生跑道侵入事件。
本申请实施例实施时，以某国际机场为例，在起降跑道被占用时进行跑道侵入的检测；其中侵入检测的内容需要包括民用航空器、非民航作业车辆、民航作业车辆、人员和其他物体的侵入。在发生侵入时，可以通过将一定区域设置为保护区，再通过视频检测活动物体。如果活动物体为民用航空器，则采用上述实施例中所使用的技术方案进行快速响应。而如果活动物体为车辆、人员或其他物体，则采用另一套识别系统进行监测。通过结合两个系统的技术路线，共同对跑道进行监控预警，集合了两个系统的优势。并且监控的覆盖范围完整而全面。
基于相同的发明构思为了便于对上述的一种机场跑道防侵入系统进行阐述，请结合参考图2，提供了本发明实施例所公开的一种机场跑道防侵入系统的通信架构示意图。具体的，所述一种机场跑道防侵入系统包括：
拍摄模块，被配置为拍摄目标跑道的视频图像；
获取模块，被配置为当所述视频图像中出现侵入物时，获取空管发送的对应所述目标跑道的飞机类型数据；
记录模块，被配置为如果所述目标跑道对应有所述飞机类型数据，获取所述侵入物的第一特征抵达在所述视频图像中第一预设边界的时刻作为第一时刻，并获取所述侵入物的第二特征抵达在所述视频图像中所述第一预设边界的时刻作为第二时刻；所述第一特征和所述第二特征均对应所述飞机类型数据；所述第一预设边界设置于所述视频图像中侵入物可能进入的边缘位置；
计算模块，被配置为计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时刻差作为第一时刻差；根据所述第一时刻差和所述飞机类型数据计算所述侵入物在所述目标跑道的行进速度作为第一行进速度；
判定模块，被配置为根据所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
在一种可能的实现方式中，所述记录模块还被配置为：
当所述侵入物的标准点进入了所述视频图像时，获取所述侵入物的标准点位抵达第二预设边界的时刻作为第三时刻，并获取所述侵入物的标准点位抵达第三预设边界的时刻作为第四时刻；所述侵入物的标准点位为所述侵入物接触所述目标跑道地面的点位；所述第二预设边界和所述第三预设边界垂直于所述目标跑道的轴线；
所述计算模块还被配置为：
计算所述第三时刻和所述第四时刻之间的时刻差作为第二时刻差，并根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度；
所述判定模块还被配置为：
根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度，并根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
在一种可能的实现方式中，所述计算模块还被配置为：
在图像空间坐标系中获取所述侵入物的标准点位抵达所述第二预设边界时的Y方向坐标作为第一竖向坐标，并获取所述侵入物的标准点位抵达所述第三预设边界时的Y方向坐标作为第二竖向坐标；所述图像空间坐标系的X方向为跑道轴线方向，Y方向为所述第二预设边界轴线方向；
根据所述第一竖向坐标和所述第二竖向坐标的差异计算所述侵入物的行进方向与所述目标机场轴线的夹角；
根据所述第二时刻差、第二预设边界的X方向坐标和第三预设边界的X方向坐标计算所述侵入物在所述目标跑道沿所述目标跑道轴线方向的行进速度作为第三行进速度；
根据所述夹角将所述第三行进速度换算为所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度。
在一种可能的实现方式中，所述判定模块还被配置为：
将所述第三行进速度和所述第二行进速度之间的速度区间作为新的所述第一行进速度完成修正。
在一种可能的实现方式中，所述获取模块还被配置为：
获取空管发送的飞机起降信息，并根据所述飞机起降信息计算起降跑道的占用时段；
所述判定模块还被配置为：
当所述侵入物以所述速度区间中任意速度在所述目标跑道上运行，并将在所述占用时段抵达所述起降跑道时，判定即将发生跑道侵入事件。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显然本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网格设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种机场跑道防侵入方法，其特征在于，包括：
拍摄目标跑道的视频图像；
当所述视频图像中出现侵入物时，获取空管发送的对应所述目标跑道的飞机类型数据；
如果所述目标跑道对应有所述飞机类型数据，获取所述侵入物的第一特征抵达在所述视频图像中第一预设边界的时刻作为第一时刻，并获取所述侵入物的第二特征抵达在所述视频图像中所述第一预设边界的时刻作为第二时刻；所述第一特征和所述第二特征均对应所述飞机类型数据；所述第一预设边界设置于所述视频图像中侵入物可能进入的边缘位置；
计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时刻差作为第一时刻差；
根据所述第一时刻差和所述飞机类型数据计算所述侵入物在所述目标跑道的行进速度作为第一行进速度；
根据所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测；
还包括：
当所述侵入物的标准点进入了所述视频图像时，获取所述侵入物的标准点位抵达第二预设边界的时刻作为第三时刻，并获取所述侵入物的标准点位抵达第三预设边界的时刻作为第四时刻；所述侵入物的标准点位为所述侵入物接触所述目标跑道地面的点位；所述第二预设边界和所述第三预设边界垂直于所述目标跑道的轴线；
计算所述第三时刻和所述第四时刻之间的时刻差作为第二时刻差，并根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度；
根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度，并根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
2.根据权利要求1所述的一种机场跑道防侵入方法，其特征在于，根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度包括：
在图像空间坐标系中获取所述侵入物的标准点位抵达所述第二预设边界时的Y方向坐标作为第一竖向坐标，并获取所述侵入物的标准点位抵达所述第三预设边界时的Y方向坐标作为第二竖向坐标；所述图像空间坐标系的X方向为跑道轴线方向，Y方向为所述第二预设边界轴线方向；
根据所述第一竖向坐标和所述第二竖向坐标的差异计算所述侵入物的行进方向与所述目标机场轴线的夹角；
根据所述第二时刻差、第二预设边界的X方向坐标和第三预设边界的X方向坐标计算所述侵入物在所述目标跑道沿所述目标跑道轴线方向的行进速度作为第三行进速度；
根据所述夹角将所述第三行进速度换算为所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度。
3.根据权利要求2所述的一种机场跑道防侵入方法，其特征在于，根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度包括：
将所述第三行进速度和所述第二行进速度之间的速度区间作为新的所述第一行进速度完成修正。
4.根据权利要求3所述的一种机场跑道防侵入方法，其特征在于，根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测包括：
获取空管发送的飞机起降信息，并根据所述飞机起降信息计算起降跑道的占用时段；
当所述侵入物以所述速度区间中任意速度在所述目标跑道上运行，并将在所述占用时段抵达所述起降跑道时，判定即将发生跑道侵入事件。
5.基于权利要求1~4任意一项所述方法的一种机场跑道防侵入系统，其特征在于，包括：
拍摄模块，被配置为拍摄目标跑道的视频图像；
获取模块，被配置为当所述视频图像中出现侵入物时，获取空管发送的对应所述目标跑道的飞机类型数据；
记录模块，被配置为如果所述目标跑道对应有所述飞机类型数据，获取所述侵入物的第一特征抵达在所述视频图像中第一预设边界的时刻作为第一时刻，并获取所述侵入物的第二特征抵达在所述视频图像中所述第一预设边界的时刻作为第二时刻；所述第一特征和所述第二特征均对应所述飞机类型数据；所述第一预设边界设置于所述视频图像中侵入物可能进入的边缘位置；
计算模块，被配置为计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时刻差作为第一时刻差；根据所述第一时刻差和所述飞机类型数据计算所述侵入物在所述目标跑道的行进速度作为第一行进速度；
判定模块，被配置为根据所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
6.根据权利要求5所述的一种机场跑道防侵入系统，其特征在于，所述记录模块还被配置为：
当所述侵入物的标准点进入了所述视频图像时，获取所述侵入物的标准点位抵达第二预设边界的时刻作为第三时刻，并获取所述侵入物的标准点位抵达第三预设边界的时刻作为第四时刻；所述侵入物的标准点位为所述侵入物接触所述目标跑道地面的点位；所述第二预设边界和所述第三预设边界垂直于所述目标跑道的轴线；
所述计算模块还被配置为：
计算所述第三时刻和所述第四时刻之间的时刻差作为第二时刻差，并根据所述第二时刻差、第二预设边界的实际坐标和第三预设边界的实际坐标计算所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度；
所述判定模块还被配置为：
根据所述第二行进速度修正所述第一行进速度，并根据修正后的所述第一行进速度进行机场跑道侵入检测。
7.根据权利要求6所述的一种机场跑道防侵入系统，其特征在于，所述计算模块还被配置为：
在图像空间坐标系中获取所述侵入物的标准点位抵达所述第二预设边界时的Y方向坐标作为第一竖向坐标，并获取所述侵入物的标准点位抵达所述第三预设边界时的Y方向坐标作为第二竖向坐标；所述图像空间坐标系的X方向为跑道轴线方向，Y方向为所述第二预设边界轴线方向；
根据所述第一竖向坐标和所述第二竖向坐标的差异计算所述侵入物的行进方向与所述目标机场轴线的夹角；
根据所述第二时刻差、第二预设边界的X方向坐标和第三预设边界的X方向坐标计算所述侵入物在所述目标跑道沿所述目标跑道轴线方向的行进速度作为第三行进速度；
根据所述夹角将所述第三行进速度换算为所述侵入物在所述目标跑道的实际行进速度作为第二行进速度。
8.根据权利要求7所述的一种机场跑道防侵入系统，其特征在于，所述判定模块还被配置为：
将所述第三行进速度和所述第二行进速度之间的速度区间作为新的所述第一行进速度完成修正。
9.根据权利要求8所述的一种机场跑道防侵入系统，其特征在于，所述获取模块还被配置为：
获取空管发送的飞机起降信息，并根据所述飞机起降信息计算起降跑道的占用时段；
所述判定模块还被配置为：
当所述侵入物以所述速度区间中任意速度在所述目标跑道上运行，并将在所述占用时段抵达所述起降跑道时，判定即将发生跑道侵入事件。
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